We propose a semiparametric Bayesian methodology for estimating the average treatment effect (ATE) within the potential outcomes framework using observational data with high-dimensional nuisance parameters. Our method introduces a Bayesian debiasing procedure that corrects for bias arising from nuisance estimation and employs a targeted modeling strategy based on summary statistics rather than the full data. These summary statistics are identified in a debiased manner, enabling the estimation of nuisance bias via weighted observables and facilitating hierarchical learning of the ATE. By combining debiasing with sample splitting, our approach separates nuisance estimation from inference on the target parameter, reducing sensitivity to nuisance model specification. We establish that, under mild conditions, the marginal posterior for the ATE satisfies a Bernstein-von Mises theorem when both nuisance models are correctly specified and remains consistent and robust when only one is correct, achieving Bayesian double robustness. This ensures asymptotic efficiency and frequentist validity. Extensive simulations confirm the theoretical results, demonstrating accurate point estimation and credible intervals with nominal coverage, even in high-dimensional settings. The proposed framework can also be extended to other causal estimands, and its key principles offer a general foundation for advancing Bayesian semiparametric inference more broadly.


翻译:我们提出了一种半参数贝叶斯方法,用于在潜在结果框架下利用具有高维干扰参数的观测数据估计平均处理效应(ATE)。该方法引入了贝叶斯去偏过程,以校正由干扰参数估计引起的偏差,并采用基于汇总统计量而非完整数据的目标建模策略。这些汇总统计量以去偏方式识别,使得能够通过加权可观测变量估计干扰偏差,并促进ATE的层次化学习。通过将去偏与样本分割相结合,我们的方法将干扰参数估计与目标参数的推断分离,降低了对干扰模型设定的敏感性。我们证明,在温和条件下,当两个干扰模型均正确设定时,ATE的边缘后验满足伯恩斯坦-冯·米塞斯定理;当仅有一个模型正确时,仍保持一致性和稳健性,实现了贝叶斯双重稳健性。这确保了渐近效率和频率学派有效性。大量模拟实验验证了理论结果,表明即使在髙维设定下,点估计和可信区间仍具有精确性和名义覆盖水平。所提出的框架还可扩展至其他因果估计量,其核心原则为更广泛地推进贝叶斯半参数推断提供了通用基础。

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